辣椒海藻糖-6-磷酸合酶基因CaTPS9的克隆及表达分析

【目的】明确辣椒中海藻糖-6-磷酸合酶(TPS)基因CaTPS9的表达特性和生物学功能，进一步了解TPS对辣椒生长中调控非生物胁迫的作用。【方法】以辣椒品种强丰101为试验材料，克隆CaTPS9基因，并对辣椒CaTPS9的理化性质、蛋白结构、顺式作用元件、系统进化树等进行分析；通过qRT-PCR分析CaTPS9基因在不同组织(商品果果肉、幼果果肉、成熟果果肉、商品果胎座、幼果胎座、成熟果胎座、叶、根、茎、花)和胁迫处理(低温和植物生长调节剂处理)中的表达模式。【结果】CaTPS9基因CDS序列全长2 604 bp，编码867个氨基酸。CaTPS9蛋白包含Glyco＿transf＿20和Trehalose＿PPase两个保守结构域，分子质量为97.60 kDa，不稳定指数为44.27，理论等电点为5.63，亚细胞定位预测CaTPS9蛋白位于细胞质中。生物信息学分析表明，CaTPS9蛋白属于亲水性蛋白，且不存在跨膜结构和信号肽序列，蛋白结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成。系统进化关系分析表明，CaTPS9与烟草(Nicotiana tabacum L.)、番茄(Solanum lycope...     

矮牵牛海藻糖-6-磷酸合酶基因 PhTPS6的克隆与表达分析

以矮牵牛(Petunia hybrida var.Mitchell)为材料,利用PCR方法克隆得到海藻糖-6-磷酸合酶基因6(TPS6)(Trehalose-6-phosphate synthase 6)的同源基因PhTPS6。生物信息学分析显示:该基因cDNA全长为2 571bp,编码856个氨基酸,推测PhTPS6蛋白的分子式为C4342H6838N1154O1276S48。利用实时荧光定量PCR分析PhTPS6在不同组织、不同处理下的表达特性。结果显示:PhTPS6基因在叶腋中表达量较高,而在叶片中的表达量最低;去顶6h引起PhTPS6的表达量升高至对照的14倍,24h后表达量显著下降。而去顶后施加生长素则抑制去顶对PhTPS6的调控。施加细胞分裂素6h后PhTPS6的表达水平显著上调至对照的16倍,随着处理时间的增加,其表达水平逐渐下降。低温处理12h以及盐胁迫处理12h导致PhTPS6表达量分别上调至对照的18.9倍和21.4倍,且随着时间的增加表达量持续上升。该研究表明PhTPS6在矮牵牛分枝发育及低温和盐胁迫中均具有重要作用。     

木薯海藻糖-6-磷酸酯酶MeTPP6基因克隆及其表达分析

海藻糖-6-磷酸酯酶(TPP)负责海藻糖生物合成催化反应的最后一步,是植物海藻糖生物合成途径的关键酶。采用RT-PCR的方法从木薯叶片中克隆了1个TPP基因,命名为MeTPP6,该基因含有1个1 122 bp的开放阅读框,编码373个氨基酸,具有TPP家族保守结构域。系统进化树分析表明,MeTPP6与杞柳和杨树中同源基因的亲缘关系较近,序列相似性高达89.7%和89.0%。启动子分析表明,MeTPP6含有干旱、低温、热胁迫、激素(如ABA)和光响应等相关元件。荧光定量PCR分析表明,MeTPP6在叶片和叶柄中表达量最低;在须根和储藏根中表达量最高,分别为叶片表达量的4.2倍和4.5倍。而且,MeTPP6基因的表达能被干旱、低温和ABA处理显著诱导。这些结果表明,MeTPP6通过依赖于ABA的信号通路在转录水平参与木薯干旱和低温胁迫,可作为重要候选基因进一步研究其在木薯非生物逆境中的功能。     

二色补血草海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶基因的克隆及分析

以二色补血草叶片组织为材料构建了cDNA文库,文库的初始滴度为2.0×106pfu,重组率为95%,平均插入片段为0.8 kb,扩增后文库的滴度为4.0×109pfu.mL-1。通过随机测序从文库中获得的海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶(trehalose-6-phosphate phosphatase,TPP)基因的全长cDNA序列,该序列长1 986 bp,其中5’非翻译区163 bp,3’非翻译区680 bp,开放读码框长1 143 bp,编码380个氨基酸,蛋白分子质量为42KD,理论等电点为6.68。海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶在海藻糖合成过程中起关键作用,该基因的克隆为研究海藻糖在二色补血草中的合成奠定了基础。     

Streptomyces lavendulae X33海藻糖合酶基因克隆及酶学特性

[目的]海藻糖是一种由2个葡萄糖分子以α,α-1,1-糖苷键连接的非还原性双糖,在生物制品的保护剂方面具有良好的应用前景.海藻糖合酶(Trehalose Synthase,EC.5.4.99.16)可通过转糖苷作用将麦芽糖转化成为海藻糖,该反应仅需一步,且所用原料低廉,在酶法生产海藻糖上显示出一定的应用潜力.对链霉菌S...     

枇杷果实蔗糖磷酸合酶基因cDNA片段的克隆及表达分析

根据GenBank中已登录的多种植物的蔗糖磷酸合成酶基因的保守序列设计引物,采用RT-PCR方法,从枇杷果实中扩增出该基因的cDNA片段并测序,分别为386 bp和383 bp。序列分析表明,枇杷果实蔗糖磷酸合成酶基因与桃果实蔗糖磷酸合成酶基因相似性达91%。半定量RT-PCR分析表明,该基因在枇杷果实生长发育过程中的表达量逐渐增加。所得基因片段已在GenBank中注册,386 bp和383 bp登记号分别为HM122759和HM146926。     

UPLC-MS/MS法检测禾谷镰刀菌中6-磷酸海藻糖和海藻糖的色谱柱选择

选择6-磷酸海藻糖(T6P)和海藻糖(Tre)在超高效液相色谱UPLC分离中的最佳色谱柱.对T6P和Tre在C18柱、Kinetex Hilic柱、T3柱、Luna?NH2柱、Cogent diamond Hydride柱和BEH Amide柱6种色谱柱中的色谱行为进行对比研究.结果表明,T6P和Tre在Luna?NH2柱和T3柱中分离效果较好,分别建立Luna?NH2柱和T3柱的UPLC-MS/MS检测方法,其检出限分别为1.25～5.10μg/L和12.75～15.62μg/L,定量限分别为3.75～15.60μg/L和38.25～52.03μg/L,回收率分别为71.5％～85.7％和82.8％～95.6％,相对标准差分别为3.8％～8.5％和2.7％～3.3％,Luna?NH2柱的灵敏度高,T3色谱柱的回收率高、稳定性好.2种色谱柱均满足禾谷镰刀菌中T6P和Tre同时检测的要求.     

决明异分支酸合酶基因的克隆及表达分析

异分支酸合酶(Isochorismate synthase,ICS)控制着分支酸到异分支酸衍生的各种产物的分配,据报道它是植物体内蒽醌类物质合成的限速酶.该文采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆其基因全长(SoICS);以荧光定量PCR(FQ-PCR)测定其在植株各部位的表达谱并考察其与蒽醌质量分数的关系.结果表明,SoICScDNA全长为2 103bp(GenBank Accession KF547925);有多个非典型的加尾信号;含一个总长为1 713bp的完整阅读框,编码570个氨基酸;SoICS含有AtICS1和AtICS2中与ICS催化活性相关的5个保守关键氨基酸残基;其N-端有48个氨基酸残基的推定前导序列;具有典型的保守分支酸结合结构域;有多个显著磷酸化位点;其蛋白质三维结构是一个紧凑型球状结构;系统分析显示,决明ICS与蓖麻、毛果杨和山杨的ICS关系较近.FQ-PCR分析表明,ICS基因在叶中表达水平最高,其次为茎、荚果皮、幼果和种子,在根和花中的表达量最低;总蒽醌、游离蒽醌和结合蒽醌质量分数的相关性达到极显著水平,但SoICS转录本表达量和蒽醌质量分数之间没有达到显著相关水平.     

滇龙胆香叶醇合酶基因的克隆与表达分析

对滇龙胆香叶醇合酶基因Gr GES进行克隆和表达分析,为研究其在香叶醇和龙胆苦苷生物合成中的作用奠定基础。根据滇龙胆转录组Gr GES序列,采用RT-PCR技术从滇龙胆叶片克隆该基因,获得Gr GES序列(Gen Bank登录号为KJ917168)。序列分析结果表明,Gr GES基因长1 767 bp,编码588氨基酸;Gr GES蛋白相对分子质量为67.84 ku,理论p I为5.56。该蛋白定位于叶绿体,包含叶绿体转运肽,为亲水不稳定蛋白,主要由α-螺旋(62.41%)和环(39.57%)构成。该蛋白具有其他GES蛋白的活性位点、萜类合酶N端结构域(IPR001906,81~273)和萜类合酶结构域(IPR005630,263~588)。Gr GES蛋白与长春花Cr GES蛋白亲缘关系最近。原核表达结果表明,Gr GES基因在大肠杆菌中表达的重组蛋白相对分子质量约为78.22 ku,与预期的大小一致。组织特异性表达分析结果表明,Gr GES基因主要在叶中表达。     

怀玉山三叶青黄酮醇合酶基因克隆和表达分析

【目的】对怀玉山三叶青黄酮醇合酶基因进行克隆和表达分析,为进一步揭示怀玉山三叶青黄酮醇合酶的生物学功能奠定基础。【方法】怀玉山三叶青黄酮醇合酶基因的核心片段通过其转录组数据库进行筛选,怀玉山三叶青黄酮醇合酶基因利用逆转录PCR进行克隆,序列分析采用生物信息学进行分析,器官表达采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）进行比较。【结果】怀玉山三叶青黄酮醇合酶基因cDNA总长度为987 bp,G+C含量为47.92%。怀玉山三叶青黄酮醇合酶由329个氨基酸组成,分子量37578.03 Da,理论等电点5.39,为亲水性蛋白;其二级结构中α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲的比例分别占27.66%、21.88%和50.46%。怀玉山三叶青黄酮醇合酶主要存在内质网中,在进化上与山甜菜（Nekemias grossedentata）、河岸葡萄（Vitis riparia）和葡萄（Vitis vinifera）的亲缘关系较近,尤其是与山甜菜（N.grossedentata）黄酮醇合酶在进化上具有最高的亲缘关系。qRT-PCR分析结果表明,怀玉山三叶青黄酮醇合酶基因的表达在2个栽培种中存在器官特异性表达,怀玉2号在根中的相对表达量最高,怀玉1号在茎中的相对表达量最高。【结论】怀玉山三叶青黄酮醇合酶具有典型黄酮醇合酶的结构特征,氨基酸序列及核酸序列与同源物种相似度高,在进化上高度保守,且怀玉山三叶青黄酮醇合酶基因的表达存在组织器官差异性。     

茶树己糖激酶基因CsHXK1的克隆与表达分析

己糖激酶(HXK)是植物呼吸和代谢过程中的关键酶之一,不仅催化己糖磷酸化,而且参与植物糖感应和糖信号转导过程,在植物生长发育和逆境响应中发挥重要作用。试验以茶树‘龙井长叶’为材料,克隆获得了茶树己糖激酶基因 CsHXK1的cDNA序列,其包含一个1 488 bp的开放阅读框,编码495个氨基酸,预测蛋白分子质量为53.63 ku,理论等电点为5.96。蛋白序列分析结果显示,CsHXK1含有2个保守的磷酸化激酶域、1个底物结合域和1个ATP结合域,与拟南芥、苹果等HXK1亲缘关系较近。另外, CsHXK1基因启动子区域包含多种与逆境响应和糖信号转导相关的顺式作用元件,如ABA响应元件(ABRE)、脱水响应元件(MYBCORE)及糖信号转导相关元件(SREATMSD)等。qRT-PCR分析结果显示, CsHXK1基因表达受高温、干旱、低温及盐胁迫的诱导,其可能在茶树响应多种非生物胁迫过程中发挥重要作用。     

猕猴桃 AcNPR1基因克隆及抗病响应表达分析

为探究猕猴桃 AcNPR1基因在抗病响应中的作用及其在不同抗性猕猴桃品种间抗性差异机制,以高感病品种‘红阳’和抗病品种‘徐香’猕猴桃叶片为材料克隆 AcNPR1基因序列;利用ExPASy-ProtParam tool、MEGA 7.0 等对‘红阳’AcNPR1蛋白的理化性质进行分析、亚细胞定位进行预测、进化关系等进行分析;通过RT-qPCR分析 AcNPR1基因在不同品种猕猴桃植株中的组织表达模式以及病原菌和水杨酸（Salcylic acid,SA）对其诱导表达模式。结果表明, AcNPR1基因开放阅读框1 770 bp（Genbank 登录号MW881148）,编码589个氨基酸,理论等电点6.27,具有典型的BTB/POZ结构域、ANK重复序列、NPR-like等NPR1蛋白保守结构域,AcNPR1蛋白预测定位于细胞核中;蛋白质的二级结构以α螺旋和无规卷曲为主;系统进化显示其与茶树的亲缘关系最为密切,相似性为83.94%。组织特异性分析表明 AcNPR1基因在‘红阳’和‘徐香’品种叶片中的表达水平最高。在丁香假单胞杆菌猕猴桃致变种（Pseudomonas syringae pv.actinidiae,Psa）处理下,抗病品种‘徐香’ AcNPR1基因的相对表达水平在处理0 h后迅速增加,为对照的3.6倍;而高感品种‘红阳’在48 h后显著增加,为对照的2.7倍。在SA+Psa处理下,‘徐香’ AcNPR1基因相对表达水平在24 h内达到最高水平,是对照的7.7倍;‘红阳’在72 h后达到最大值,仅为对照的1.6倍。 ‘徐香’ AcNPR1基因的抗病响应反应早于‘红阳’且更易受SA诱导表达。 AcNPR1基因在猕猴桃抗病胁迫方面具有一定作用,在不同抗性的猕猴桃品种抗病机制中存在差异。     

辣椒 CaTPS8 基因克隆与表达分析

海藻糖-6-磷酸合酶（Trehalose-6-phosphate synthase, TPS）在植物非生物胁迫响应中起着重要的调控作用。以辣椒品种‘强丰101’为材料,对 CaTPS8 基因进行克隆和表达分析。结果表明,该基因CDS的完整开放阅读框为2 553 bp,编码850个氨基酸。生物信息学分析发现,CaTPS8蛋白的分子质量为96 ku,理论等电点为5.65,不稳定系数为48.09,推测为不稳定蛋白。蛋白结构预测显示CaTPS8蛋白包含Glyco_transf_20和 GT20_TPS两个保守结构域,属于亲水性蛋白,没有跨膜结构和信号肽序列。二级、三级结构预测表明该蛋白的结构主要为α-螺旋和无规则卷曲。系统进化关系分析表明, CaTPS8蛋白与马铃薯和番茄的同源性最高,其相似度分别为87.78%和86.92%,与高粱的同源序列相似度最低,为64.76%。实时荧光定量PCR分析表明, CaTPS8 基因在辣椒花中表达量最高。同时, CaTPS8 基因的表达受到低温的诱导,在处理 3 h时相对表达量最高,约为对照的25倍。此外,IAA、ABA、SA、GA₃和MeJA处理能够抑制 CaTPS8 基因的表达。研究结果为进一步阐明 CaTPS8 基因响应辣椒非生物胁迫的分子机理奠定基础。     

白菜型油菜PDAT1基因的克隆及生物信息学分析

磷脂二酰甘油酰基转移酶(phospholipid:diacylglycerol acyltransferase 1,PDAT1)催化三酰甘油合成的最后一步反应,在生物质能源领域有良好的应用前景。本试验克隆得到白菜型油菜PDAT1的2条编码区序列,分别命名为BrPDAT1-1和BrPDAT1-2。BrPDAT1-1CDS全长2 007bp,编码668个氨基酸残基组成的肽链;BrPDAT1-2CDS全长1 794bp,编码597个氨基酸残基组成的肽链。生物信息学分析表明:BrPDAT1-1与AtPDAT1的相似度为91.08%,BrPDAT1-2与AtPDAT1的相似度为82.86%,两序列都编码一个无信号肽的亲水性稳定蛋白,跨膜结构域分析表明AtPDAT1和BrPDAT1-1都有1个跨膜结构域,而BrPDAT1-2无跨膜结构域。BrPDAT1-1和BrPDAT1-2蛋白序列均含有卵磷脂-胆固醇-酰基转移酶超家族保守结构域。     

麦洼牦牛NPM1基因的克隆及生物信息学分析

采用分子克隆技术获得麦洼牦牛NPM1基因编码区序列,并通过普通PCR法检测NPM1基因在麦洼牦牛各组织中的表达分布,同时采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的基本理化性质进行预测分析。结果表明:麦洼牦牛NPM1基因包含一个长度为885bp的开放阅读框,编码294个氨基酸,与普通牛NPM1基因序列的的同源性为99.4%,且与家犬(93.1%)、人(93.2%)也有较高同源性。根据DNAStar翻译出氨基酸序列,发现麦洼牦牛NPM1基因编码氨基酸序列第239位和261位发生了突变,分别由R变为K和L变为P;所编码的蛋白属于亲水性蛋白,二级结构主要有α-螺旋和无规卷曲;Interpro在线工具对牦牛NPM1基因编码蛋白进行结构域预测,第12~118位间有完整的核质蛋白核心结构域。系统进化树表明麦洼牦牛与黄牛、家犬及人遗传距离最近。     

虹鳟 Scarb1基因克隆、生物信息学及组织表达分析

清道夫受体B类成员1 (scavenger receptor class B member 1, Scarb1)作为细胞表面的膜受体蛋白,在动物体色形成过程中发挥重要作用。为了解 Scarb1基因在虹鳟(Oncorhynchus mykiss)体色形成中的作用,通过RACE技术克隆虹鳟 Scarb1基因的cDNA全长,并运用生物信息学方法分析该基因及其序列结构特征,同时使用实时定量PCR(qRT-PCR)检测 Scarb1基因在虹鳟、金鳟及其杂交F₁代不同发育阶段和不同组织中的表达情况。结果显示, Scarb1基因cDNA序列全长为2 032 bp,开放阅读框1 479 bp,编码492个氨基酸,预测分子质量为55.59 ku,且存在保守的CD36结构域和2个跨膜区。序列同源性分析显示,虹鳟与其他硬骨鱼类的氨基酸序列相似度为71.69%~98.58%;进化分析发现虹鳟与大马哈鱼亲缘关系最近,与哺乳动物和两栖动物亲缘关系最远。qRT-PCR检测结果表明,在虹鳟与金鳟胚胎期及出膜后各发育阶段中 Scarb1基因均有不同程度表达,且表现为受精期至桑葚期的表达显著高于其他时期(P<0.05),对虹鳟与金鳟同一时期的差异分析发现该基因在胚胎期及7 dph (days post hatch)、1 M (month post hatch)、2 M和 3 M时期中表达存在显著差异(P<0.01)。 Scarb1基因在虹鳟与金鳟背部皮肤和背部肌肉等色素沉着性组织中表达量较高,其中在金鳟背部皮肤的表达量显著高于虹鳟(P<0.01)。此外, Scarb1基因在杂交F₁代不同发育时期中的表达规律与双亲一致;在不同组织中,该基因在杂交F₁代背部皮肤中的表达量介于双亲之间。研究结果表明, Scarb1基因与虹鳟体色形成有着密切关系,且可能在金鳟黄色体色形成过程中发挥重要作用。     

驴 SCD1基因克隆及组织表达规律研究

旨在克隆驴硬脂酰辅酶A去饱和酶（Stearoyl-CoA desaturase-1, SCD1）基因并进行生物信息学分析、检测其在驴不同组织中的表达。设计 SCD1基因引物,PCR克隆得到其CDS序列,然后对 SCD1基因编码产物进行生物信息学预测,同时使用qRT- PCR检测驴心、肝、脾、肺、肾、肌肉、脂肪、乳腺内 SCD1基因mRNA相对表达量。结果显示,驴 SCD1基因CDS长1 080 bp,可编码359个氨基酸,SCD1蛋白质分子质量为41.61 ku,等电点为9.32,不稳定指数为44.16,疏水性总平均值为-0.157,属于不稳定碱性亲水蛋白;SCD1蛋白二级结构主要由α-螺旋（51.25%）和无规则卷曲（42.62%）构成。 SCD1基因在所检测驴组织中均有表达,其中在肝脏中表达量最高,脂肪、乳腺和肺脏中次之,心脏和肌肉中最低（P<0.05）,提示 SCD1在驴肝脏、脂肪和乳腺等组织不饱和脂肪酸的合成过程中发挥重要作用。     

红花CtMYB-TF1基因的克隆与表达分析

为了探索R2R3-MYB转录因子与植物类黄酮的次生代谢调控之关系,及对植物花青素合成代谢的作用,以红花花瓣为试验材料,采用RT-PCR结合RACE技术,从红花(Carthamus tinctorius)中克隆获得1个全长1 260 bp的调控花青素代谢的 CtMYB-TF1基因。结果表明,该基因序列可编码249个氨基酸,其蛋白质分子质量为28.08 ku;红花CtMYB-TF1蛋白分子式为C_(1220)H_(1930)N_(358)O_(378)S_(13),是一种不稳定的碱性亲水蛋白;由系统进化树分析可知,红花 CtMYB-TF1与葡萄 VvMYBPA1亲缘关系较近;通过RT-qPCR技术对表达体系进行基因表达量的检测分析,红花 CtMYB-TF1基因在花期的各个时期相对表达量均高于红花CtANS基因,并且随着花期的延长红花 CtMYB-TF1基因和CtANS基因的相对表达量也有增高,其中在花期的第5天红花 CtMYB-TF1基因的相对表达量出现峰值,说明 CtMYB-TF1基因对CtANS基因具明显的上调作用,可为构建高产、稳定的红花基因工程改良细胞株提供参考。     

基于高通量测序的穿心莲连作根际土壤细菌群落多样性分析

目的 研究穿心莲Andrographis paniculata连作对土壤细菌多样性及种群结构的影响。方法 通过16S rRNA 基因高通量测序对连作组(连作5年穿心莲的根际土壤)和对照组(连作5年穿心莲周边相同土质的未耕作自然土壤)样品进行测序分析,比较2组土壤细菌的丰富度、多样性和群落结构差异。结果 α 多样性指数分析结果显示,连作组土壤中细菌丰富度指数Chao1指数、Observed species指数显著低于对照组(P<0.05),连作组土壤中的多样性指数Shannon指数和Simpson指数均低于对照组,但差异不显著。主坐标分析及分子方差分析进行组间群落结构差异显著性分析结果显示,穿心莲连作显著改变了土壤细菌群落结构(P<0.05)。从2个处理组土壤样品中共检测到2769个可操作分类单元,分属于47门885属,穿心莲连作明显改变了土壤细菌在门和属水平上的结构分布。在门分类水平上,酸杆菌门Acidobacteria、变形菌门Proteobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes和Patescibacteria等11个细菌门是2个处理组的主要细菌类群,连作组土壤中变形菌门和酸杆菌门的相对丰度较对照组分别增加了21.97%和46.33% (P<0.05),而Patescibacteria较对照组减少了68.99% (P<0.05);在属分类水平上,有10个优势菌属的相对丰度变化显著(P<0.05),其中连作组土壤中有益生防细菌黄杆菌属Flavobacterium和Haliangium的相对丰度较对照组分别减少了78.40%和54.55%,而植物病原细菌伯克氏菌属Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia的相对丰度较对照组增加了804.17%。结论 穿心莲5年连作降低了土壤细菌丰富度和多样性水平,使土壤微生态系统稳定性降低,同时有益菌相对丰度显著降低,而病原菌相对丰度显著增加造成细菌群落结构改变。上述变化打破了原有的土壤微生态平衡,可能是穿心莲连作障碍的重要原因之一。